مواد کامپوزیتی همگی با الیاف تقویتکننده و یک ماده پلاستیکی ترکیب میشوند. نقش رزین در مواد کامپوزیتی بسیار مهم است. انتخاب رزین، مجموعهای از پارامترهای فرآیندی مشخصه، برخی خواص مکانیکی و عملکرد (خواص حرارتی، اشتعالپذیری، مقاومت محیطی و غیره) را تعیین میکند. خواص رزین نیز عامل کلیدی در درک خواص مکانیکی مواد کامپوزیتی هستند. هنگامی که رزین انتخاب میشود، پنجرهای که محدوده فرآیندها و خواص کامپوزیت را تعیین میکند، به طور خودکار تعیین میشود. رزین ترموست به دلیل قابلیت تولید خوب، یک نوع رزین رایج برای کامپوزیتهای ماتریس رزینی است. رزینهای ترموست تقریباً به طور انحصاری در دمای اتاق مایع یا نیمه جامد هستند و از نظر مفهومی، بیشتر شبیه مونومرهایی هستند که رزین ترموپلاستیک را تشکیل میدهند تا رزین ترموپلاستیک در حالت نهایی. قبل از پخت رزینهای ترموست، میتوان آنها را به اشکال مختلفی پردازش کرد، اما پس از پخت با استفاده از عوامل پخت، آغازگرها یا گرما، نمیتوان آنها را دوباره شکل داد زیرا پیوندهای شیمیایی در طول پخت تشکیل میشوند و باعث میشوند مولکولهای کوچک به پلیمرهای سفت و سخت سه بعدی با وزن مولکولی بالاتر تبدیل شوند.
انواع مختلفی از رزینهای ترموست وجود دارد که معمولاً از رزینهای فنولی استفاده میشود،رزینهای اپوکسی، رزینهای دو اسب، رزینهای وینیل، رزینهای فنولی و غیره
(1) رزین فنولیک یک رزین ترموست اولیه با چسبندگی خوب، مقاومت حرارتی خوب و خواص دی الکتریک پس از پخت است و از ویژگیهای برجسته آن میتوان به خواص عالی ضد شعله، سرعت آزادسازی حرارت پایین، چگالی دود کم و احتراق اشاره کرد. گاز آزاد شده سمیت کمتری دارد. قابلیت فرآیندپذیری خوبی دارد و اجزای مواد کامپوزیتی را میتوان با قالبگیری، سیمپیچ، لایهگذاری دستی، اسپری و فرآیندهای پالتروژن تولید کرد. تعداد زیادی از مواد کامپوزیتی مبتنی بر رزین فنولیک در مواد دکوراسیون داخلی هواپیماهای غیرنظامی استفاده میشوند.
(2)رزین اپوکسییک ماتریس رزینی اولیه است که در سازههای هواپیما استفاده میشود. این رزین با طیف گستردهای از مواد مشخص میشود. عوامل پخت و شتابدهندههای مختلف میتوانند محدوده دمای پخت را از دمای اتاق تا 180 درجه سانتیگراد فراهم کنند. خواص مکانیکی بالاتری دارد. نوع تطبیق الیاف خوب؛ مقاومت در برابر حرارت و رطوبت؛ چقرمگی عالی؛ قابلیت تولید عالی (پوشش خوب، ویسکوزیته رزین متوسط، سیالیت خوب، پهنای باند تحت فشار و غیره)؛ مناسب برای قالبگیری همزمان قطعات بزرگ؛ ارزان. فرآیند قالبگیری خوب و چقرمگی برجسته رزین اپوکسی، آن را به جایگاه مهمی در ماتریس رزین مواد کامپوزیت پیشرفته تبدیل کرده است.
(3)رزین وینیلبه عنوان یکی از رزینهای عالی مقاوم در برابر خوردگی شناخته میشود. این رزین میتواند در برابر اکثر اسیدها، قلیاها، محلولهای نمکی و حلالهای قوی مقاومت کند. این رزین به طور گسترده در کاغذسازی، صنایع شیمیایی، الکترونیک، نفت، ذخیرهسازی و حمل و نقل، حفاظت از محیط زیست، کشتیها و صنعت روشنایی خودرو استفاده میشود. این رزین دارای ویژگیهای پلیاستر غیراشباع و رزین اپوکسی است، به طوری که هم خواص مکانیکی عالی رزین اپوکسی و هم عملکرد فرآیندی خوب پلیاستر غیراشباع را دارد. این نوع رزین علاوه بر مقاومت در برابر خوردگی برجسته، مقاومت حرارتی خوبی نیز دارد. این رزین شامل نوع استاندارد، نوع دمای بالا، نوع مقاوم در برابر شعله، نوع مقاوم در برابر ضربه و سایر انواع است. کاربرد رزین وینیل در پلاستیک تقویتشده با الیاف (FRP) عمدتاً بر اساس لایهگذاری دستی، به ویژه در کاربردهای ضد خوردگی است. با توسعه SMC، کاربرد آن در این زمینه نیز کاملاً قابل توجه است.
(4) رزین بیسمالیمید اصلاحشده (که به آن رزین بیسمالیمید گفته میشود) برای برآورده کردن الزامات ماتریس رزین کامپوزیت جتهای جنگنده جدید توسعه داده شده است. این الزامات شامل موارد زیر است: قطعات بزرگ و پروفیلهای پیچیده در دمای 130 درجه سانتیگراد برای ساخت قطعات و غیره. در مقایسه با رزین اپوکسی، رزین شوانگما عمدتاً با مقاومت رطوبتی و حرارتی برتر و دمای عملیاتی بالا مشخص میشود. عیب آن این است که قابلیت تولید آن به خوبی رزین اپوکسی نیست و دمای پخت آن بالا است (پخت بالای 185 درجه سانتیگراد) و به دمای 200 درجه سانتیگراد نیاز دارد. یا برای مدت طولانی در دمای بالای 200 درجه سانتیگراد.
(5) رزین استر سیانید (دیاکوستیک چینگ) دارای ثابت دی الکتریک پایین (2.8 ~ 3.2) و تانژانت تلفات دی الکتریک بسیار کوچک (0.002 ~ 0.008)، دمای انتقال شیشهای بالا (240 ~ 290℃)، انقباض کم، جذب رطوبت کم، خواص مکانیکی و چسبندگی عالی و غیره است و فناوری پردازش آن مشابه رزین اپوکسی است.
در حال حاضر، رزینهای سیانات عمدتاً در سه جنبه استفاده میشوند: بردهای مدار چاپی برای دیجیتال پرسرعت و فرکانس بالا، مواد ساختاری انتقالدهنده موج با کارایی بالا و مواد کامپوزیت ساختاری با کارایی بالا برای هوافضا.
به عبارت ساده، رزین اپوکسی، عملکرد رزین اپوکسی نه تنها به شرایط سنتز مربوط میشود، بلکه عمدتاً به ساختار مولکولی نیز بستگی دارد. گروه گلیسیدیل در رزین اپوکسی یک بخش انعطافپذیر است که میتواند ویسکوزیته رزین را کاهش داده و عملکرد فرآیند را بهبود بخشد، اما در عین حال مقاومت حرارتی رزین پخت شده را کاهش میدهد. رویکردهای اصلی برای بهبود خواص حرارتی و مکانیکی رزینهای اپوکسی پخت شده، وزن مولکولی کم و چند عاملی کردن برای افزایش چگالی پیوندهای عرضی و ایجاد ساختارهای سفت و سخت است. البته، ایجاد یک ساختار سفت و سخت منجر به کاهش حلالیت و افزایش ویسکوزیته میشود که منجر به کاهش عملکرد فرآیند رزین اپوکسی میشود. چگونگی بهبود مقاومت دمایی سیستم رزین اپوکسی جنبه بسیار مهمی است. از نظر رزین و عامل پخت، هرچه گروههای عاملی بیشتر باشند، چگالی پیوندهای عرضی بیشتر است. هرچه Tg بالاتر باشد. عملکرد خاص: از رزین اپوکسی چند منظوره یا عامل پخت استفاده کنید، از رزین اپوکسی با خلوص بالا استفاده کنید. روش معمول استفاده شده، اضافه کردن نسبت مشخصی از رزین اپوکسی o-متیل استالدهید به سیستم پخت است که اثر خوبی دارد و هزینه کمی دارد. هرچه وزن مولکولی متوسط بزرگتر باشد، توزیع وزن مولکولی باریکتر و Tg بالاتر است. عملیات ویژه: از رزین اپوکسی چند منظوره یا عامل پخت یا سایر روشهایی با توزیع وزن مولکولی نسبتاً یکنواخت استفاده کنید.
به عنوان یک ماتریس رزین با کارایی بالا که به عنوان ماتریس کامپوزیت استفاده میشود، خواص مختلف آن، مانند فرآیندپذیری، خواص ترموفیزیکی و خواص مکانیکی، باید نیازهای کاربردهای عملی را برآورده کند. قابلیت تولید ماتریس رزین شامل حلالیت در حلالها، ویسکوزیته مذاب (سیالیت) و تغییرات ویسکوزیته و زمان ژل شدن با دما (پنجره فرآیند) است. ترکیب فرمولاسیون رزین و انتخاب دمای واکنش، سینتیک واکنش شیمیایی (سرعت پخت)، خواص رئولوژیکی شیمیایی (ویسکوزیته-دما در مقابل زمان) و ترمودینامیک واکنش شیمیایی (گرمازا) را تعیین میکند. فرآیندهای مختلف الزامات متفاوتی برای ویسکوزیته رزین دارند. به طور کلی، برای فرآیند پیچاندن، ویسکوزیته رزین عموماً حدود 500cPs است. برای فرآیند پالتروژن، ویسکوزیته رزین حدود 800 تا 1200cPs است. برای فرآیند معرفی خلاء، ویسکوزیته رزین عموماً حدود 300cPs است و فرآیند RTM ممکن است بالاتر باشد، اما به طور کلی، از 800cPs تجاوز نخواهد کرد. برای فرآیند پیشآغشتهسازی، ویسکوزیته باید نسبتاً بالا باشد، عموماً حدود 30000 تا 50000 سانتیپواز. البته، این الزامات ویسکوزیته به خواص فرآیند، تجهیزات و خود مواد مربوط میشوند و ثابت نیستند. به طور کلی، با افزایش دما، ویسکوزیته رزین در محدوده دمایی پایینتر کاهش مییابد. با این حال، با افزایش دما، واکنش پخت رزین نیز ادامه مییابد، از نظر سینتیکی، دما. سرعت واکنش برای هر 10 درجه سانتیگراد افزایش دو برابر میشود و این تقریب هنوز هم برای تخمین زمانی که ویسکوزیته یک سیستم رزین واکنشپذیر به یک نقطه بحرانی ویسکوزیته خاص افزایش مییابد، مفید است. به عنوان مثال، 50 دقیقه طول میکشد تا یک سیستم رزین با ویسکوزیته 200 سانتیپواز در دمای 100 درجه سانتیگراد ویسکوزیته خود را به 1000 سانتیپواز افزایش دهد، سپس زمان لازم برای همان سیستم رزین برای افزایش ویسکوزیته اولیه خود از کمتر از 200 سانتیپواز به 1000 سانتیپواز در دمای 110 درجه سانتیگراد حدود 25 دقیقه است. در انتخاب پارامترهای فرآیند باید ویسکوزیته و زمان ژل شدن به طور کامل در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، در فرآیند تزریق تحت خلاء، لازم است اطمینان حاصل شود که ویسکوزیته در دمای عملیاتی در محدوده ویسکوزیته مورد نیاز فرآیند باشد و عمر مفید رزین در این دما باید به اندازه کافی طولانی باشد تا بتوان رزین را وارد کرد. به طور خلاصه، انتخاب نوع رزین در فرآیند تزریق باید نقطه ژل شدن، زمان پر شدن و دمای ماده را در نظر بگیرد. سایر فرآیندها نیز وضعیت مشابهی دارند.
در فرآیند قالبگیری، اندازه و شکل قطعه (قالب)، نوع تقویتکننده و پارامترهای فرآیند، نرخ انتقال حرارت و فرآیند انتقال جرم فرآیند را تعیین میکنند. رزین، گرمای گرمازا تولید میکند که با تشکیل پیوندهای شیمیایی ایجاد میشود. هرچه پیوندهای شیمیایی بیشتری در واحد حجم در واحد زمان تشکیل شود، انرژی بیشتری آزاد میشود. ضرایب انتقال حرارت رزینها و پلیمرهای آنها عموماً بسیار پایین است. نرخ حذف گرما در طول پلیمریزاسیون نمیتواند با نرخ تولید گرما مطابقت داشته باشد. این مقادیر افزایشی گرما باعث میشود واکنشهای شیمیایی با سرعت بیشتری پیش بروند و در نتیجه، واکنشهای خود شتابدهنده در نهایت منجر به شکست تنشی یا تخریب قطعه میشوند. این امر در ساخت قطعات کامپوزیتی با ضخامت زیاد برجستهتر است و بهینهسازی مسیر فرآیند پخت از اهمیت ویژهای برخوردار است. مشکل "جهش دمایی بیش از حد" موضعی ناشی از نرخ گرمازای بالای پخت پیشآغشته و اختلاف حالت (مانند اختلاف دما) بین پنجره فرآیند کلی و پنجره فرآیند محلی، همگی به دلیل نحوه کنترل فرآیند پخت هستند. «یکنواختی دما» در قطعه (بهویژه در جهت ضخامت قطعه)، برای دستیابی به «یکنواختی دما» به چیدمان (یا کاربرد) برخی از «فناوریهای واحد» در «سیستم تولید» بستگی دارد. برای قطعات نازک، از آنجایی که مقدار زیادی گرما در محیط پراکنده میشود، دما به آرامی افزایش مییابد و گاهی اوقات قطعه به طور کامل پخت نمیشود. در این زمان، برای تکمیل واکنش پیوند عرضی، یعنی گرمایش مداوم، نیاز به اعمال گرمای کمکی است.
فناوری شکلدهی غیر اتوکلاو مواد کامپوزیتی با فناوری شکلدهی سنتی اتوکلاو قابل مقایسه است. به طور کلی، هر روش شکلدهی مواد کامپوزیتی که از تجهیزات اتوکلاو استفاده نمیکند، میتواند فناوری شکلدهی غیر اتوکلاو نامیده شود. تاکنون، کاربرد فناوری قالبگیری غیر اتوکلاو در حوزه هوافضا عمدتاً شامل موارد زیر است: فناوری پیشپرگ غیر اتوکلاو، فناوری قالبگیری مایع، فناوری قالبگیری فشاری پیشپرگ، فناوری پخت مایکروویو، فناوری پخت پرتو الکترونی، فناوری شکلدهی سیال با فشار متعادل. در میان این فناوریها، فناوری پیشپرگ OoA (Outof Autoclave) به فرآیند شکلدهی سنتی اتوکلاو نزدیکتر است و طیف گستردهای از پایههای فرآیند چیدمان دستی و خودکار را دارد، بنابراین به عنوان یک پارچه نبافته در نظر گرفته میشود که احتمالاً در مقیاس بزرگ محقق خواهد شد. فناوری شکلدهی اتوکلاو. دلیل مهم استفاده از اتوکلاو برای قطعات کامپوزیتی با کارایی بالا، ایجاد فشار کافی برای پیشپرگ، بیشتر از فشار بخار هر گازی در طول پخت، برای جلوگیری از تشکیل منافذ است و این پیشپرگ OoA است. مشکل اصلی که فناوری باید بر آن غلبه کند این است که آیا تخلخل قطعه را میتوان تحت فشار خلاء کنترل کرد و عملکرد آن میتواند به عملکرد لمینت پخت شده با اتوکلاو برسد، معیار مهمی برای ارزیابی کیفیت پیشپرگ OoA و فرآیند قالبگیری آن است.
توسعه فناوری پیشپرگ OoA ابتدا از توسعه رزین سرچشمه گرفت. سه نکته اصلی در توسعه رزینها برای پیشپرگهای OoA وجود دارد: یکی کنترل تخلخل قطعات قالبگیری شده، مانند استفاده از رزینهای پختشده با واکنش افزایشی برای کاهش مواد فرار در واکنش پخت؛ دوم بهبود عملکرد رزینهای پختشده برای دستیابی به خواص رزینی که توسط فرآیند اتوکلاو ایجاد میشود، از جمله خواص حرارتی و خواص مکانیکی؛ سوم اطمینان از اینکه پیشپرگ قابلیت تولید خوبی دارد، مانند اطمینان از اینکه رزین میتواند تحت گرادیان فشار اتمسفر جریان یابد، اطمینان از اینکه عمر ویسکوزیته طولانی و دمای اتاق کافی در خارج از زمان و غیره دارد. تولیدکنندگان مواد اولیه، تحقیق و توسعه مواد را طبق الزامات طراحی خاص و روشهای فرآیند انجام میدهند. جهتهای اصلی باید شامل موارد زیر باشد: بهبود خواص مکانیکی، افزایش زمان خارجی، کاهش دمای پخت و بهبود مقاومت در برابر رطوبت و گرما. برخی از این بهبودهای عملکرد متناقض هستند، مانند چقرمگی بالا و پخت در دمای پایین. شما باید یک نقطه تعادل پیدا کنید و آن را به طور جامع در نظر بگیرید!
علاوه بر توسعه رزین، روش تولید پیشپرگ، توسعه کاربرد پیشپرگ OoA را نیز ارتقا میدهد. این مطالعه اهمیت کانالهای خلاء پیشپرگ را برای ساخت لمینتهای بدون تخلخل نشان داد. مطالعات بعدی نشان دادهاند که پیشپرگهای نیمهآغشته میتوانند به طور مؤثر نفوذپذیری گاز را بهبود بخشند. پیشپرگهای OoA نیمهآغشته با رزین هستند و از الیاف خشک به عنوان کانالهایی برای خروج گاز استفاده میشود. گازها و مواد فرار دخیل در پخت قطعه میتوانند از طریق کانالها خارج شوند به طوری که تخلخل قطعه نهایی کمتر از ۱٪ باشد.
فرآیند کیسه خلاء متعلق به فرآیند شکلدهی غیر اتوکلاو (OoA) است. به طور خلاصه، این یک فرآیند قالبگیری است که محصول را بین قالب و کیسه خلاء آببندی میکند و با خلاء کردن، محصول را تحت فشار قرار میدهد تا محصول فشردهتر و دارای خواص مکانیکی بهتری شود. فرآیند اصلی تولید
ابتدا، یک عامل جداکننده یا پارچه جداکننده روی قالب لایهگذاری (یا ورق شیشهای) اعمال میشود. پیشپرگ طبق استاندارد پیشپرگ مورد استفاده، عمدتاً شامل چگالی سطح، محتوای رزین، مواد فرار و سایر اطلاعات پیشپرگ، بررسی میشود. پیشپرگ را به اندازه دلخواه برش دهید. هنگام برش، به جهت الیاف توجه کنید. به طور کلی، انحراف جهت الیاف باید کمتر از 1 درجه باشد. هر واحد خالی را شمارهگذاری کرده و شماره پیشپرگ را ثبت کنید. هنگام لایهگذاری، لایهها باید کاملاً مطابق با ترتیب لایهگذاری مورد نیاز در برگه ثبت لایهگذاری چیده شوند و فیلم PE یا کاغذ جداکننده باید در امتداد الیاف متصل شود و حبابهای هوا باید در امتداد الیاف دنبال شوند. دستگاه خراشنده، پیشپرگ را پخش میکند و تا حد امکان آن را میتراشد تا هوای بین لایهها خارج شود. هنگام لایهگذاری، گاهی اوقات لازم است پیشپرگها را به هم متصل کنید که باید در امتداد جهت الیاف جوش داده شوند. در فرآیند اتصال، باید همپوشانی و همپوشانی کمتری حاصل شود و درزهای اتصال هر لایه باید به صورت پلکانی باشند. به طور کلی، فاصله اتصال پیشآغشته یکطرفه به شرح زیر است: ۱ میلیمتر؛ پیشآغشته بافته شده فقط مجاز به همپوشانی است، نه اتصال، و عرض همپوشانی ۱۰ تا ۱۵ میلیمتر است. در مرحله بعد، به پیشفشردگی خلاء توجه کنید و ضخامت پیشپمپاژ با توجه به نیازهای مختلف متفاوت است. هدف، تخلیه هوای محبوس شده در لایهبندی و مواد فرار موجود در پیشآغشته برای اطمینان از کیفیت داخلی قطعه است. سپس قرار دادن مواد کمکی و کیسهگذاری خلاء وجود دارد. آببندی و عملآوری کیسه: الزام نهایی این است که امکان نشت هوا وجود نداشته باشد. توجه: جایی که اغلب نشت هوا وجود دارد، محل اتصال درزگیر است.
ما هم تولید میکنیمرووینگ مستقیم فایبرگلاس,تشک های فایبرگلاس، توری فایبرگلاس، والیاف شیشه بافته شده.
تماس با ما:
شماره تلفن: +8615823184699
شماره تلفن: +8602367853804
Email:marketing@frp-cqdj.com
زمان ارسال: ۲۳ مه ۲۰۲۲